第五章 CDMA数字蜂窝移动通信系统.ppt

第五章 CDMA数字蜂窝移动通信系统5.1 CDMA 系统发展CDMA（Code Division Multiple Access）是“码分多址”的英文缩写，是第二代数字蜂窝技术。码分多址技术是以扩频通信为基础的一种调制和多址通信方式，一直属于军事通信领域，进入90年代后被推广为民用，它的必威体育官网网址性是目前任何网络都无法比拟的。 目前Qualcomm公司已为超过30家的手机生产商颁发了许可证，如韩国三星、LG，日本索尼，美国摩托罗拉，德国西门子，芬兰诺基亚，加拿大北方电讯等公司。这些公司的CDMA手机已经在移动通信终端市场占据一片广阔天地 5.1.1 CDMA的发展背景? ??????CDMA是码分多址的英文缩写(Code Division Multiple Access)，它是在数字技术的分支－－扩频通信技术上发展起来的一种崭新而成熟的无线通信技术。CDMA技术的原理是基于扩频技术，即将需传送的具有一定信号带宽信息数据，用一个带宽远大于信号带宽的高速伪随机码进行调制，使原数据信号的带宽被扩展，再经载波调制并发送出去。接收端使用完全相同的伪随机码，与接收的带宽信号作相关处理，把宽带信号换成原信息数据的窄带信号即解扩，以实现信息通信。 CDMA是移动通信技术的发展方向。 在2G阶段，CDMA增强型IS 95A与GSM在技术体制上处于同一代产品，提供大致相同的业务。但CDMA技术有其独到之处，在通话质量好、掉话少、低辐射、健康环保等方面具有显著特色。在2.5G阶段，CDMA2000 1X RTT 与GPRS在技术上已有明显不同，在传输速率上1X RTT高于GPRS，在新业务承载上1X RTT比GPRS成熟，可提供更多的中高速率的新业务。从2.5G向3G技术体制过渡上， CDMA2000 1.X向CDMA20003.X过渡比GPRS向WCDMA过渡更为平滑。 5.2 CDMA的基本概念?? CDMA给每一用户分配一个唯一的码序列（扩频码），并用它对承载信息的信号进行编码。知道该码序列用户的接收机对收到的信号进行解码，并恢复出原始数据，这是因为该用户码序列与其它用户码序列的互相关是很小的。由于码序列的带宽远大于所承载信息的信号的带宽，编码过程扩展了信号的频谱，所以也称为扩频调制，其所产生的信号也称为扩频信号。CDMA通常也用扩频多址（SSMA）来表征。对所传信号频谱的扩展给予CDMA以多址能力。因此，对扩频信号的产生及其性能的了解就十分重要。扩频调制技术必须满足两条基本要求：——1．所传信号的带宽必须远大于信息的带宽。——2．所产生的射频信号的带宽与所传信息无关。 CDMA按照其采用的扩频调制方式的不同，可以分为直接序列扩频（DS）＼跳频扩频（FH）跳时扩频（TH）和复合式扩频，如图4-1所示。 直接序列扩频（DS-SS）发射机和接收机的构成如图5-2所示。 5.3 CDMA系统的基本特点 系统容量大，理论上CDMA移动网比模拟网大20倍。实际要比模拟网大10倍，比GSM要大4-5倍。?给个人通信提供了更为广阔的空间，消除了呼叫阻塞、通话掉话和串音干扰等烦恼。 系统容量的灵活配置通话质量好 ?频率规划简单 延长手机电池寿命 5.4 DS-CDMA的基本单元 下面我们简单介绍DS-CDMA应用在第三代移动通信系统中的基本单元，即RAKE接收机、功率控制、软切换、频率切换和多用户检测。 1. RAKE接收机 发射机发出的扩频信号，在传输过程中受到不同建筑物、山岗等各种障碍物的反射和折射，到达接收机时每个波束具有不同的延迟，形成多径信号。如果不同路径信号的延迟超过一个伪码的码片的时延，则在接收端可将不同的波束区别开来。将这些不同波束分别经过不同的延迟线，对齐以及合并在一起，则可达到变害为利，把原来是干扰的信号变成有用信号组合在一起。这就是RAKE接收机的基本原理。 2. 功率控制 在DS-CDMA系统中，不同用户发射的信号由于距基站的距离不同，到达时的功率也不同。距离近的信号功率大，距离远的功率小，相互形成干扰。这种现象称为远近效应。DS-CDMA系统要求所有用户到达基站接收机信号的平均功率要相等才能正常解扩，功率控制就是为解决这一问题。它调整各个用户发射机的功率，使其到达基站接收机的平均功率相等。功率控制的原理有两种类型：开环控制与闭环控制。开环控制主要是用户根据测量到的帧差错概率来调整发射功率，而闭环功率控制则由基站根据收到移动台发来的信号测量其信干比（SIR）发出指令，调整移动台发射机的功率。对于下行链路的功率控制主要是用来减少对邻小区的干扰。 3.软切换 移动台可以将收到的两路信号合并，起到宏分集的作用。因为处理过程是先通后断，故称为软切换，而一般的硬切换则